[发明专利]稳定型化学机械抛光后清洗液、其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种稳定型化学机械抛光后清洗液、其制备方法和应用。所述的清洗液包括强碱、醇胺、抗氧化酶、缓蚀剂、螯合剂、表面活性剂、以及水。本发明的清洗液可用于化学机械抛光后的半导体器件中，可以实现防止对铜基芯片的腐蚀，粗糙度减小，并且稳定性良好，清洗效果也明显提升的效果，具有较好的工业应用价值。

技术领域

本发明涉及一种稳定型化学机械抛光后清洗液、其制备方法和应用。

背景技术

化学机械抛光或平坦化(“CMP”)是半导体器件制造工艺中的一种技术，从微电子装置晶片表面上去除材料的工艺过程，从而达到表面被抛光(平坦化)的目的。目前，CMP技术最广泛的应用是在集成电路(IC)和超大规模集成电路中(ULSI)对基体材料硅晶片的抛光。而国际上普遍认为，器件特征尺寸在0.35μm以下时，必须进行全局平面化以保证光刻影像传递的精确度。

但是，采用CMP法后容易在半导体器件表面上留下有杂质。为了避免器件可靠性降低，且为了避免引入能够使产率降低的缺陷，必须在对半导体器件进行后续加工前去除这些杂质。人们因此而开发了用于清洗CMP残层的基板表面的后CMP清洗溶液。

传统上用基于氢氧化铵的碱性溶液进行后CMP清洗。目前大多数CMP用在含铝、钮和氧化物的表面上。但是，在制造半导体时，铜日益成为生产芯片的材料。传统的后CMP法不足以清洗含铜表面或者在清洗的过程中容易导致铜表面受到腐蚀。

可用于铜金属表面的清洗配方描述在专利CN1433567A和CN101146901B中，其包含四甲基氢氧化铵(TMAH)、单乙醇胺(MEA)、铜腐蚀抑制剂和水。这种配方虽然包含铜腐蚀抑制剂，但是缺点是在接触氧时的易劣化性，而这将导致配方物的颜色变暗，结果可能会使清洗能力丧失，清洗剂不再具有显著的功效。此外，在清洗过程中长时间接触氧的情况下，必然会出现这种现象。因此，为了避免清洗剂接触氧，需要将其保护在氮氛下或者采用其他合理的手段，但是这些都会使得条件苛刻并且经济成本增加。因此，需要一种用于铜基芯片的CMP后清洗液。这样的CMP后清洗液需要基本上能够有效地将目标表面中实质上所有的颗粒去除并且能够防止对铜基芯片的腐蚀。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有的清洗液对于清洁铜基芯片的效果不佳并且能够防止对铜基芯片的腐蚀，而提供了一种稳定型化学机械抛光后清洗液、其制备方法和应用。本发明的清洗液用于铜基芯片的后CMP中，清洗效果好。

本发明主要是通过以下技术手段解决上述技术问题的：

本发明提供了一种清洗液，其原料包括下列质量分数的组分：0.01％-25％的强碱、0.01％-30％的醇胺、0.001％-1％的抗氧化酶、0.01％-10％的缓蚀剂、0.01％-10％的螯合剂、0.01％-5％的表面活性剂、以及水，各组分质量分数之和为100％。

其中，所述的强碱的质量分数可为1％-20％，例如5-15％。所述的醇胺的质量分数可为1％-10％，例如5％-8％。所述的抗氧化酶的质量分数可为0.002％-0.1％，例如0.005％-0.01％。所述的缓蚀剂的质量分数可为0.1％-1％，例如0.5％-0.8％。所述的螯合剂的质量分数可为0.1％-1％，例如0.3％-0.9％。所述的表面活性剂可为0.1％-1％；例如0.2％-0.7％。

其中，所述的清洗液中，各组分质量分数之和为100％，故水的用量优选以补足各组分质量分数之和为100％计。

所述的强碱优选为季铵碱类、季鏻碱类和胍类化合物中的一种或多种；

所述的季铵碱类优选为四烷基季铵碱和/或烷基上有羟基取代基的季铵碱；

所述四烷基季铵碱优选为四甲基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵和四丁基氢氧化铵中的一种或多种；